專利名稱：一種應用于對講機的中頻解調(diào)裝置的制作方法
—種應用于對講機的中頻解調(diào)裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于數(shù)字對講機領(lǐng)域，具體涉及一種利用傳統(tǒng)模擬對講機的低中頻信號進行數(shù)字解調(diào)還原原始發(fā)送信號的裝置。
背景技術(shù)：
隨著頻譜資源日益緊張，為提高頻譜利用率，我國已進入從模擬對講機轉(zhuǎn)向數(shù)字對講機階段。目前數(shù)字對講機的幾大主流標準，如歐洲電信標準協(xié)會的DMR、DPMR標準以及我國自主制定的PDT標準，均采用4-level FSK調(diào)試方式。該調(diào)制方式為恒包絡調(diào)制，發(fā)射時一般采用兩點調(diào)制進行發(fā)射，這與傳統(tǒng)模擬對講機的發(fā)射方案是一致的。對于接收端而言，目前主要有兩種方式，一種是將接收到的射頻進行放大、濾波，經(jīng)混頻器混到一中頻， 然后經(jīng)AD9864混頻至近零中頻的基帶IQ信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出，由DSP進行數(shù)字解調(diào)； 另一種方法是直接利用傳統(tǒng)模擬對講機的接收射頻通道，即直接對鑒相后的音頻信號進行采樣，然后進行數(shù)字解調(diào)。在上述兩種方法中，第一種方法，與傳統(tǒng)模擬對講機的射頻電路有一定區(qū)別，而且成本較原有模擬對講機接收射頻高。第二種方法利用鑒相后的信號進行判決，在實際生產(chǎn)過程中，該信號的幅度不可避免會有一定的抖動，從而利用該芯片進行解調(diào)、判決，將導致性能有區(qū)別，從而帶來生產(chǎn)一致性問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種應用于對講機的中頻解調(diào)裝置。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種應用于對講機的中頻解調(diào)裝置，它包括一對接收的射頻信號進行放大 、濾波，并混頻至低中頻(通常為450kHz或者455kHz)的射頻模塊；一對低中頻信號進行采樣、并輸出數(shù)字信號的數(shù)據(jù)采集模塊；一將采樣得到的數(shù)據(jù)模塊進行數(shù)字下變頻、輸出基帶IQ兩路數(shù)字信號的數(shù)字下變頻模塊；和一對基帶IQ信號進行解調(diào)的解調(diào)模塊；所述射頻模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字下變頻模塊和解調(diào)模塊依次連接。
進一步地，所述射頻模塊包括對接收的射頻信號進行濾波的電調(diào)濾波模塊，對接收的射頻信號進行放大的低噪放模塊，將接收射頻的信號混頻至第一中頻rIF1(t)的一中頻混頻模塊，對第一中頻rIF1(t)信號進行濾波的一中頻濾波模塊，對第一中頻rIF1(t)信號進行放大的一中頻放大模塊，將放大后的一中頻信號混頻至二中頻rIF2(t)的二中頻混頻模塊，對二中頻信號進行濾波的二中頻濾波模塊，對二中頻信號進行放大并進行限幅的二中頻放大限幅模塊；射頻信號經(jīng)上述射頻模塊將接收到的射頻信號轉(zhuǎn)換為低中頻信號輸出；上述電調(diào)濾波模塊、低噪放模塊、一中頻混頻模塊、一中頻濾波模塊、一中頻放大模塊、二中頻混頻模塊、二中頻濾波模塊和二中頻放大限幅模塊依次相連。
進一步地，所述下變頻模塊主要由用于產(chǎn)生數(shù)字載波信號的數(shù)控振蕩模塊和將數(shù)字載波與輸入的數(shù)字中頻信號進行混頻產(chǎn)生基帶IQ信號的混頻模塊相連組成。
進一步地，所述解調(diào)模塊主要由采樣率變換模塊、低通濾波模塊、差分模塊、鑒相模塊和解調(diào)模塊依次相連組成。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明通過對原有模擬對講機射頻接收通道中的低中頻信號(一般為450kHz或者455kHz)直接進行AD采樣，并進行數(shù)字下變頻及數(shù)字解調(diào)還原出原始信號，達到較好的解調(diào)性能，解決了數(shù)字對講機(如DMR/roT/DPMR等)的解調(diào)問題。


圖1是本發(fā)明應用于對講機的中頻解調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是圖1中射頻模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是圖1中數(shù)字下變頻模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是圖1中解調(diào)模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明應用于對講機的中頻解調(diào)裝置，它包括一對接收的射頻信號進行放大、濾波，并混頻至低中頻(通常為450kHz或者455kHz)的射頻模塊；一對低中頻信號進行采樣、并輸出數(shù)字信號的數(shù)據(jù)采集模塊；一將采樣得到的數(shù)據(jù)模塊進行數(shù)字下變頻、輸出基帶IQ兩路數(shù)字信號的數(shù)字下變頻模塊；和一對基帶IQ信號進行解調(diào)的解調(diào)模塊。
所述射頻模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字下變頻模塊和解調(diào)模塊依次連接。
如圖2所示，本發(fā)明所述的射頻模塊包括對接收的射頻信號進行濾波的電調(diào)濾波模塊，對接收的射頻信號進行放大的低噪放模塊，將接收射頻的信號混頻至第一中頻 rIF1(t)的一中頻混頻模塊，對第一中頻rIF1(t)信號進行濾波的一中頻濾波模塊，對第一中頻rIF1(t)信號進行放大的一中頻放大模塊，將放大后的一中頻信號混頻至二中頻rIF2(t) 的二中頻混頻模塊，對二中頻信號進行濾波的二中頻濾波模塊，對二中頻信號進行放大并進行限幅的二中頻放大限幅模塊。射頻信號經(jīng)上述射頻模塊將接收到的射頻信號轉(zhuǎn)換為低中頻信號(一般450kHz或者455kHz)輸出。上述電調(diào)濾波模塊、低噪放模塊、一中頻混頻模塊、一中頻濾波模塊、一中頻放大模塊、二中頻混頻模塊、二中頻濾波模塊和二中頻放大限幅模塊依次相連。
本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)采樣模塊將模擬的低中頻信號轉(zhuǎn)換為η位的數(shù)字信號，并轉(zhuǎn)為補碼形式輸出。
本發(fā)明所述的下變頻模塊主要由用于產(chǎn)生數(shù)字載波信號的數(shù)控振蕩模塊和將數(shù)字載波與輸入的數(shù)字中頻信號進行混頻產(chǎn)生基帶IQ信號的混頻模塊相連組成。
本發(fā)明所述的解 調(diào)模塊主要由采樣率變換模塊、低通濾波模塊、差分模塊、鑒相模塊和解調(diào)模塊依次相連組成差分模塊利用基帶IQ信號進行差分，鑒相模塊對差分信號進行鑒相還原相位信息，解調(diào)模塊利用差分鑒相后信號進行4-level FSK解調(diào)。
下面詳細敘述各模塊的工作過程。
1、射頻模塊是將接收到的模擬射頻信號，進行低通濾波、放大，并經(jīng)兩級混頻、濾波、放大將射頻信號混頻至低中頻信號(一般中頻頻率為450kHz或者455kHz)。包括對接收的射頻信號進行濾波的電調(diào)濾波模塊，對接收的射頻信號進行放大的低噪放模塊，將接收射頻的信號混頻至第一中頻rIF1(t)的一中頻混頻模塊，對第一中頻rIF1(t)信號進行濾波的一中頻濾波模塊，對第一中頻rIF1(t)信號進行放大的一中頻放大模塊，將放大后的一中頻信號混頻至二中頻rIF2(t)的二中頻混頻模塊，對二中頻信號進行濾波的二中頻濾波模塊，對二中頻信號進行放大并進行限幅的二中頻放大限幅模塊。射頻信號經(jīng)上述射頻模塊將接收到的射頻信號轉(zhuǎn)換為低中頻信號(一般450kHz或者455kHz)輸出。
I)電調(diào)濾波模塊，為中心頻率可調(diào)的帶通濾波器，對接收的射頻信號r(t)進行帶通濾波，輸出濾波后的射頻信號rrtf(t)，該模塊可濾除鏡頻干擾信號。
2)低噪放模塊，為具有低噪聲系數(shù)的放大器模塊，對經(jīng)電調(diào)濾波后的射頻信號 retf(t)進行放大，輸出射頻信號rMA(t)。
3)—中頻混頻模塊，將經(jīng)低噪放模塊放大的信號rmA(t)與一本振信號fIF1進行混頻，輸出一中頻信號rIF1(t)，其中rIFl ⑴ _ rLNA ⑴ X f IFl °
4) 一中頻濾波模塊，對一中頻信號rIF1(t)進行濾波，濾除鏡頻信號及帶外干擾信號，輸出濾波后信號rIF1—flt(t)。一中頻濾波模塊一般米用晶體濾波器,帶寬為±7. 5kHz。
5) 一中頻放大模塊，對rIF1 flt(t)進行放大，輸出放大后的一中頻信號rIF1 _(t)。
6)二中頻混頻模塊，將一中頻放大模塊放大的信號rIFl amp(t)與二本振信號fIF2進行混頻，輸出二中頻信號rIF2(t)，二中頻信號的中心頻率一般為450kHz或455kHz。其中riF2 ⑴ _ riFl—amp ⑴ X f IF2。
7) 二中頻濾波模塊，對二中頻信號rIF2(t)進行濾波，濾除鏡頻信號及帶外干擾信號，輸出濾波后信號rIF2—flt(t)。二中頻濾波模塊一般米用陶瓷濾波器,帶寬為±3. 75kHz。
8) 二中頻放大限幅模塊，對rIF2 flt(t)進行放大，輸出放大后的二中頻信號rIF2amp (t)。
2、數(shù)據(jù)采集模塊，將射頻模塊輸出的二中頻信號rIF2 amp(t)，以數(shù)字系統(tǒng)工作時鐘 fsys進行采樣，轉(zhuǎn)換為η位的數(shù)字信號，并轉(zhuǎn)為補碼形式輸出r [k]，η可取10bit、12bit、 14bit、16bit等。在本方案中，數(shù)字系統(tǒng)工作時鐘fsys為9. 8304MHz, η取lObit。
3、數(shù)字下變頻模塊將采樣得到的數(shù)字信號r[k]進行數(shù)字下變頻、輸出基帶IQ兩路數(shù)字信號。數(shù)字下變頻模塊包括數(shù)字壓控振蕩模塊與數(shù)字混頻模塊。
I)數(shù)字壓控振蕩模塊，根據(jù)預設的配置字產(chǎn)生數(shù)字角頻率ωΝ，輸出正交的數(shù)字載波 cos(kcoN)、sin(kcoN)。
2)數(shù)字混頻模塊，將輸入的數(shù)字信號r[k]分別與兩路正交的數(shù)字載波相乘，得到兩路基帶信號I [k]、Q [k]輸出。
I [k] = r [k] X cos (k ωΝ)；Q[k] = r[k] Xsin(kcoN)。
4、本發(fā)明所述的解調(diào)模塊包括對基帶信號I [k]、Q[k]進行降采樣的采樣率變換模塊，進行濾波的低通濾波模塊，利用基帶IQ信號進行差分的差分模塊，對差分信號進行鑒相還原相位信息的鑒相模塊，利用差分鑒相后信號進行4-level FSK解調(diào)的解調(diào)模塊。
I)采樣率變換模塊，對基帶信號I[k]、Q[k]進行降采樣，輸出I t [k]、Q I [k]從而降低后續(xù)模塊處理的計算量。
2)低通濾波模塊，對I I [k]、Q I [k]進行低通濾波，濾除鄰道干擾信號的影響，提高整機鄰道選擇性指標，輸出Iut [k]、Qlpf [k]。
3)差分模塊，對基帶信號進行差分信號，輸出Idiff[k]、Qdiff [k]，其中 Idiff[k] = I[k]XI[k-l] + Q[k]XQ[k-l]；Qdiff [k] = I[k-1] XQ[k] -1[k]XQ[k-l]。
4)鑒相模塊，根據(jù)Idiff[k]、Qdiff [k]利用反正切計算，得到其相位 Θ [k] = arctan (Qdiff [k]/ Idiff [k])。
5)解調(diào)模塊， 利用Θ [k]進行同步、判決，還原出原始數(shù)據(jù)D[k]。
權(quán)利要求
1.一種應用于對講機的中頻解調(diào)裝置，其特征在于，它包括一對接收的射頻信號進行放大、濾波，并混頻至低中頻(通常為450kHz或者455kHz)的射頻模塊；一對低中頻信號進行采樣、并輸出數(shù)字信號的數(shù)據(jù)采集模塊；一將采樣得到的數(shù)據(jù)模塊進行數(shù)字下變頻、輸出基帶IQ兩路數(shù)字信號的數(shù)字下變頻模塊；和一對基帶IQ信號進行解調(diào)的解調(diào)模塊；所述射頻模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字下變頻模塊和解調(diào)模塊依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述應用于對講機的中頻解調(diào)裝置，其特征在于，所述射頻模塊包括對接收的射頻信號進行濾波的電調(diào)濾波模塊，對接收的射頻信號進行放大的低噪放模塊，將接收射頻的信號混頻至第一中頻rIF1(t)的一中頻混頻模塊，對第一中頻rIF1(t)信號進行濾波的一中頻濾波模塊，對第一中頻rIF1(t)信號進行放大的一中頻放大模塊，將放大后的一中頻信號混頻至二中頻rIF2(t)的二中頻混頻模塊，對二中頻信號進行濾波的二中頻濾波模塊，對二中頻信號進行放大并進行限幅的二中頻放大限幅模塊；射頻信號經(jīng)上述射頻模塊將接收到的射頻信號轉(zhuǎn)換為低中頻信號輸出；上述電調(diào)濾波模塊、低噪放模塊、一中頻混頻模塊、一中頻濾波模塊、一中頻放大模塊、二中頻混頻模塊、二中頻濾波模塊和二中頻放大限幅模塊依次相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述應用于對講機的中頻解調(diào)裝置，其特征在于，所述下變頻模塊主要由用于產(chǎn)生數(shù)字載波信號的數(shù)控振蕩模塊和將數(shù)字載波與輸入的數(shù)字中頻信號進行混頻產(chǎn)生基帶IQ信號的混頻模塊相連組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述應用于對講機的中頻解調(diào)裝置，其特征在于，所述解調(diào)模塊主要由采樣率變換模塊、低通濾波模塊、差分模塊、鑒相模塊和解調(diào)模塊等依次相連組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應用于對講機的中頻解調(diào)裝置，它主要由射頻模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字下變頻模塊和解調(diào)模塊依次連接組成，本發(fā)明主要解決數(shù)字對講機的解調(diào)問題，采用原有模擬對講機兩次變頻的射頻接收通道，并利用射頻通道輸出的低中頻信號進行4-levelFSK信號的解調(diào)，從而達到較好的解調(diào)性能及生產(chǎn)一致性的目的。
文檔編號H04Q5/24GK103067323SQ20121056772
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月23日
發(fā)明者王志雄, 鄧烈猛, 陳滬東, 蔡錦恩 申請人:杭州宏睿通信技術(shù)有限公司